2018-2019學年高中歷史 第四單元 近代以來世界的科學發(fā)展歷程 第11課 物理學的重大進展課件 新人教版必修3.ppt

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1、第四單元近代以來世界的科學發(fā)展歷程,時空坐標,學習本單元一要抓住近代以來科學技術(shù)的發(fā)展這一基本線索，從物理學、生物學、蒸汽機的改進和電氣技術(shù)的應用、互聯(lián)網(wǎng)的誕生四個方面掌握本單元的內(nèi)容；二要結(jié)合物理學、生物學等相關(guān)學科的知識，運用科學技術(shù)是第一生產(chǎn)力的觀點，全方位剖析科技發(fā)展給人類社會帶來的巨大進步。,學習指導,學習目標,內(nèi)容索引,,基礎(chǔ)認知學習思考,,,深化探究核心突破,鞏固練習隨堂反饋,基礎(chǔ)認知學習思考,一、經(jīng)典力學1.背景(1)運動不僅解放了人們的思想，也對科學研究產(chǎn)生了重要影響。(2)16世紀末17世紀初，伽利略發(fā)現(xiàn)了自由落體定律等物理學定律，開創(chuàng)了以為根據(jù)并具有嚴密邏輯體系的近代科學

2、，為后來________的創(chuàng)立和發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。,文藝復興,實驗事實,經(jīng)典力學,2.建立(1)標志：1687年，牛頓出版了《》一書。(2)內(nèi)容：物體運動和萬有引力定律等。(3)特征：①以為基礎(chǔ)。②以數(shù)學為表達形式。3.意義經(jīng)典力學體系對解釋和預見物理現(xiàn)象具有決定性意義。后來，根據(jù)____，人們發(fā)現(xiàn)了海王星等。,自然哲學的數(shù)學原理,三大定律,實驗,萬有,引力定律,,思維點撥經(jīng)典力學體現(xiàn)了近代科學的顯著特征：一是注重實驗；二是數(shù)學化。這種數(shù)學化的根源是自然內(nèi)在的數(shù)學關(guān)系。自然的數(shù)學結(jié)構(gòu)是近代科學的先驅(qū)們深信不疑的真理。,1.伽利略在天文學領(lǐng)域取得了什么主要成就？為什么人們贊譽伽利略為“近代科學之父

3、”？,提示,提示①成就：伽利略觀察星體，證明了哥白尼“日心說”的正確性。②原因：伽利略發(fā)現(xiàn)了自由落體定律等物理學定律，開創(chuàng)了以實驗事實為根據(jù)并具有嚴密邏輯體系的近代科學，為后來經(jīng)典力學的創(chuàng)立和發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。,學習思考,二、相對論的創(chuàng)立1.背景19世紀，隨著物理學研究的進展，無法解釋研究中遇到的一些新問題，面臨著挑戰(zhàn)。2.創(chuàng)立：20世紀初的德國物理學家提出了相對論。3.內(nèi)容(1)狹義相對論：物體運動時，質(zhì)量會隨著物體運動速度增大而增加，同時，空間和時間也會隨著物體運動的變化而變化，即會發(fā)生和鐘慢效應。,經(jīng)典力學,愛因斯坦,速度,尺縮效應,(2)廣義相對論：空間和時間的性質(zhì)不僅取決于物質(zhì)的情況，

4、也取決于物質(zhì)本身的分布狀態(tài)。4.意義(1)相對論的提出是領(lǐng)域的一次重大革命。(2)它否定了的絕對時空觀，深刻地揭示了時間和空間的本質(zhì)屬性。(3)它也發(fā)展了牛頓力學，將其概括在相對論力學之中，推動物理學發(fā)展到一個新的高度。,運動,物理學,經(jīng)典力學,,誤區(qū)警示愛因斯坦的相對論并未全面否定牛頓力學體系。愛因斯坦的相對論只是否定了牛頓力學體系的絕對時空觀，并沒有否定整個牛頓力學體系。牛頓力學是相對論力學在低速狀態(tài)下的一個特例。牛頓力學是整個力學的基礎(chǔ)，至今仍指導著物理學的發(fā)展。相對論發(fā)展了牛頓力學，打破了傳統(tǒng)的絕對時空觀。,2.教材P56“學思之窗”對愛因斯坦的相對論持什么態(tài)度？其中的圖示形象說明了運

5、動物體的什么特性？,提示,提示態(tài)度：相對論雖然有悖于人們的日常經(jīng)驗，但卻符合物理學原理。特性：運動物體隨速度的增加而質(zhì)量增加、時間變慢。,學習思考,三、量子論的誕生與發(fā)展1.背景(1)19世紀末20世紀初，電子和放射線的發(fā)現(xiàn)，人們對物質(zhì)的認識深入到了原子內(nèi)部。(2)大量的實驗表明，運動不能用經(jīng)典力學的理論來說明。2.誕生：年，德國物理學家普朗克提出了量子假說，認為輻射像物質(zhì)一樣，是由具有能量的基本單位來實現(xiàn)的。,微觀的粒子,1900,量子,3.發(fā)展(1)愛因斯坦利用量子理論成功地解釋了。(2)丹麥物理學家提出了有關(guān)原子的量子理論。(3)20世紀30年代，建立起來。4.意義(1)使人類對的基本認

6、識取得革命性的進步。(2)與一起，構(gòu)成了現(xiàn)代物理學的基礎(chǔ)，彌補了經(jīng)典力學在認識宏觀世界和微觀世界方面的不足。(3)推動了物理學自身的進步，開闊了人們的視野，改變了人們認識世界的。,光電效應,玻爾,量子力學,微觀世界,相對論,角度和方式,,歷史認識量子理論及在此基礎(chǔ)上發(fā)展起來的量子力學，極大地促進了原子物理、固體物理、原子核物理等學科的發(fā)展，標志著人類對客觀世界的認識，開始從宏觀世界深入到微觀世界，開創(chuàng)了物理學的新紀元。,3.普朗克是怎樣解決“原子范圍”內(nèi)的問題的？有何意義？,提示,提示普朗克提出了量子假說，認為輻射像物質(zhì)一樣，是由具有能量的基本單位量子來實現(xiàn)的。意義：標志著量子論的誕生，使人類

7、對微觀世界的基本認識取得革命性的進步。,學習思考,4.為什么說相對論和量子論使人類對自然世界的科學探索又躍上了一個新的高度？,提示,提示相對論和量子論彌補了經(jīng)典力學在認識宏觀世界和微觀世界方面的不足，開闊了人們的視野，改變了人們認識世界的角度和方式。,深化探究核心突破,主題一經(jīng)典力學的特征與影響,答案,1.特征史料哈雷用牛頓力學算出了1682年出現(xiàn)的彗星的軌道，指出它的回歸周期是75～76年，由此預言它將在1758年再次出現(xiàn)……1758年這顆彗星果然如期出現(xiàn)，因此被命名為哈雷彗星。[問題思考]史料中“哈雷用牛頓力學算出了1682年出現(xiàn)的彗星的軌道”，體現(xiàn)出經(jīng)典力學的什么特點？,答案以實驗為基礎(chǔ)

8、；以數(shù)學為表達形式。,2.影響史料一啟蒙思想家們相信，如果牛頓可以發(fā)現(xiàn)主宰物質(zhì)世界的自然法則的話，那么用他的方法，他們也可以發(fā)現(xiàn)主宰人類社會的自然法則。①——[美]R.R.帕爾默《現(xiàn)代世界史》史料二“牛頓的偉大工作能被這一理論或者任何別的理論代替。他偉大而明晰的觀念，作為自然哲學領(lǐng)域里整個近代概念結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)，將永遠保持它獨特的意義?！雹凇毒奕税賯鲄矔獝垡蛩固埂?[教你讀史]①指出了牛頓經(jīng)典力學對啟蒙思想所產(chǎn)生的影響。②指出牛頓經(jīng)典力學對近代自然科學所產(chǎn)生的影響，是人類對自然規(guī)律的第一次總結(jié)與概括，是近代物理學發(fā)展的理論基礎(chǔ)。[問題思考]據(jù)史料一、二并結(jié)合所學知識，歸納牛頓經(jīng)典力學的意義

9、。,答案,答案牛頓力學打擊了神學，促進了人們的思想解放，對人類自身的信心和啟蒙運動產(chǎn)生了積極影響。牛頓力學體系在自然哲學領(lǐng)域中具有基礎(chǔ)性地位，標志著近代科學的形成。,史論總結(jié),經(jīng)典力學的特征和影響1.特征(1)注重實驗，實驗可以進一步揭示客觀現(xiàn)象和過程之間內(nèi)在的邏輯聯(lián)系，并由此得出重要的結(jié)論。(2)數(shù)學化，這種數(shù)學化的根源是自然內(nèi)在的數(shù)學關(guān)系。自然的數(shù)學結(jié)構(gòu)是近代科學的先驅(qū)們深信不疑的真理。(3)研究人們?nèi)粘Ｉ钪幸子诶斫獾暮暧^世界。,2.影響(1)促進了物理學的發(fā)展。把自然界中一切力學現(xiàn)象囊括在力學體系中，成為人類在認識自然的歷史上對自然規(guī)律的第一次總結(jié)與概括。(2)標志著近代自然科學的形成

10、。(3)推動了工業(yè)革命的發(fā)展。牛頓力學和熱學引發(fā)了第一次工業(yè)革命，使人類社會進入“蒸汽時代”。(4)為啟蒙運動的興起創(chuàng)造了條件。牛頓用數(shù)學方法精確描述宇宙運行的自然法則，為法國啟蒙思想和唯物主義哲學奠定了科學基礎(chǔ)；打擊了神學，促進人類思想不斷解放。,主題二相對論和量子論,1.相對論史料17世紀牛頓創(chuàng)立的經(jīng)典力學符合人們的日常經(jīng)驗①，也被認為是天經(jīng)地義的。但是到19世紀末，物理學遇到了被稱為“晴空上漂浮著兩朵烏云”的兩個無法解釋的難題。愛因斯坦的相對論②是人類思想史上最偉大的成就之一，也許就是最偉大的成就?！猍英]皇家學會會長湯姆遜,[教你讀史]①指牛頓經(jīng)典力學研究人們?nèi)粘Ｉ钪幸子诶斫獾暮暧^

11、世界。②相對論是關(guān)于時空和引力的基本理論，主要由愛因斯坦創(chuàng)立，依據(jù)研究的對象不同分為狹義相對論和廣義相對論。[問題思考](1)史料中“晴空上漂浮著兩朵烏云”是指什么？后來驅(qū)散“兩朵烏云”的是哪些新理論？,答案,答案“兩朵烏云”：19世紀末，物理學的研究一方面深入到物質(zhì)內(nèi)部的微觀世界，另一方面擴展到整個宇宙。這些研究已超出了經(jīng)典物理學的范圍。物理學遇到了被稱為“晴空上漂浮著兩朵烏云”的兩個無法解釋的難題。新理論：量子論和相對論。,答案,(2)據(jù)史料，為什么說相對論是“人類思想上最偉大的成就之一”？,答案相對論否定了經(jīng)典力學的絕對時空觀，深刻地揭示了時間和空間的本質(zhì)屬性，提出了全新的時空觀、運動觀

12、和物質(zhì)觀，發(fā)展了牛頓力學，推動物理學發(fā)展到一個新的高度。,2.量子論史料能量子鉆進物體的表面層……把它的全部能量給予了單個電子①……一個在物體內(nèi)部具有動能的電子，當它到達物體表面時已經(jīng)失去了它的一部分能量。此外還必須假設(shè)，每個電子在離開物體時還必須為它脫離物體做一定量的功P(這是物體的特性值——逸出功)。那些表面上朝著垂直方向被激發(fā)的電子，將以最大法線速度離開物體。②——《愛因斯坦文集》,答案,[教你讀史]①是量子論的內(nèi)容；②是運用量子理論對光電效應的解釋。[問題思考]根據(jù)史料，分析愛因斯坦這一研究的理論基礎(chǔ)是什么，在這方面他有何貢獻。,答案理論基礎(chǔ)：普朗克于1900年提出的量子假說，量子論宣

13、告誕生。貢獻：用量子理論成功地解釋了光電效應。,史論總結(jié),經(jīng)典力學、相對論與量子論之間的關(guān)系(1)經(jīng)典力學所適用的主要是我們?nèi)粘Ｉ钪械奈锢憩F(xiàn)象，但在宏觀的宇宙世界和微觀的粒子世界面前，就顯得不太夠用了。(2)量子論的形成標志著人類對客觀規(guī)律的認識，開始從宏觀世界深入到微觀世界；同時，在量子理論基礎(chǔ)上發(fā)展起來的量子力學，極大地促進了原子物理、固體物理和原子核物理等學科的發(fā)展。,(3)相對論的提出否定了經(jīng)典力學的絕對時空觀，從本質(zhì)上修正了由狹隘經(jīng)驗建立起來的時空觀，深刻地揭示了時間和空間的本質(zhì)屬性，推動物理學發(fā)展到一個新的高度。(4)量子論和相對論彌補了經(jīng)典力學的缺點，掀起了物理學的革命，構(gòu)成了

14、現(xiàn)代物理學的基本理論框架。,記知識綱要,課堂小結(jié),背核心術(shù)語,1.牛頓創(chuàng)建了萬有引力定律和力學三定律，建立了經(jīng)典力學體系，改變了自古代中世紀以來人們的認識論和方法論。2.19世紀末20世紀初，普朗克提出了量子假說，愛因斯坦提出了相對論，改變了人們認識世界的角度和方式，標志著人類邁入現(xiàn)代科學技術(shù)時代。3.量子論和相對論一起，構(gòu)成了現(xiàn)代物理學的基礎(chǔ)。,鞏固練習隨堂反饋,1.牛頓力學體系的誕生創(chuàng)造了一個新的時代。牛頓說：“假如我看得遠些，那是因為我站在巨人們的肩膀上?！睘榕ｎD經(jīng)典力學的創(chuàng)立奠定基礎(chǔ)的科學家是,答案,ABCD,解析,解析伽利略的實驗科學方法為牛頓經(jīng)典力學的創(chuàng)立奠定了基礎(chǔ)，其他三個科學家

15、都生活在牛頓之后。,√,1,2,3,4,5,2.(2017廈門期末)“地心引力不再被看作是一種魔幻或神秘的力量，而成了全知全能的創(chuàng)造者的卓越發(fā)明，通過單一的法則，使得各種潮汐、衛(wèi)星、行星和所有地球上的生命得以各安其所?！蔽闹械摹胺▌t”是指A.生物進化論B.萬有引力定律C.量子論D.廣義相對論,答案,解析,解析材料核心是：地心引力通過單一的法則，使各種潮汐、衛(wèi)星、行星和所有地球上的生命各安其所。材料大意符合牛頓萬有引力定律的特點，故B項正確。,√,1,2,3,4,5,3.(2017合肥一中期末測試)這個形式簡潔優(yōu)美的理論蘊藏了太多令人驚訝的內(nèi)容，100多年來，人們不時從中悟出宇宙層出不窮的奧秘。

16、直到今天，這里還有很多內(nèi)容沒有被我們悟透。根據(jù)下圖，這個理論應是A.牛頓的力學理論B.普朗克的量子假說C.愛因斯坦的相對論D.達爾文的進化論,答案,√,解析,解析根據(jù)“100多年來”以及所給圖片中的信息“E＝mc2”可知，這是愛因斯坦的相對論。,1,2,3,4,5,4.普朗克年輕時曾向他的老師表示，要獻身于理論物理學。老師勸他說：“年輕人，物理學是一門已經(jīng)完成了的科學，不會再有多大的發(fā)展了，將一生獻給這門學科，太可惜了?！贝蚱圃摾蠋熆捶ǖ氖茿.萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)B.量子假說的提出C.電力的發(fā)現(xiàn)與應用D.牛頓力學定律的發(fā)現(xiàn),答案,解析,解析材料“物理學是一門已經(jīng)完成了的科學，不會再有多大的發(fā)展了”說明普朗克的老師認為物理學的發(fā)展空間很小，而普朗克提出量子假說，改變了人們認識世界的角度和方式，故B項正確。,√,1,2,3,4,5,5.(2017昌平期末測試)陳獨秀認為：“近代歐洲之所以優(yōu)越他族者，科學之興，其功不在人權(quán)之下，若舟車之有兩輪焉?！毕旅孢x項能夠給他提供證據(jù)的是近代歐洲的科學A.與近代民主制度相伴而生B.為文藝復興奠定了基礎(chǔ)C.論證了天賦人權(quán)的合理性D.推動了啟蒙思想的發(fā)展,答案,解析,√,解析題干材料強調(diào)了科學的巨大推動作用。牛頓的力學體系揭示了自然界的規(guī)律，推動啟蒙思想家探索社會的規(guī)律，從而推動了啟蒙思想的發(fā)展，D項符合題意。,1,2,3,4,5,本課結(jié)束,